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摘 要：模电课程作为电子电气专业的专业基础课，是学生学习专业课程和走向职业岗位的基石。为达成职业能力培养的主要目标，模电课程需以动手实践为主，理论分析为辅，在教中学，在学中做，在做中学。巧用电学教具，可实现“教”“学”与“做”无缝切换，可将理论与实践有机融合，可有效激发学习积极性，可明显改善学习效果。
关键词：模电教学;电学教具;教学做
为提高高职学生的职业能力，探索各种适合高职教育的模电教学方法，然而不管是传统的教学模式，还是以信息化为主的新型教学模式，都因为传统教具上的时间（课时）、空间（场地）限制，未能真正将“教”“学”“做”融会贯通，合而为一。教师为了突破时空限制，要么重理论轻实践，要么轻理论重实践，导致学生无法真正做到以理论指导实践，以实践验证理论。为了实现“教”“学”“做”无缝切换，三位一体，笔者将“电学小子”电学玩具引入模电课堂，初探电学教具改革。
一、传统教具现状分析
由于教学课时宝贵、实训场地有限，教师在授课模电课程时，虽说是“教学做”一体化课程，但实际上难以做到教中学，做中学，学中做理论与实践也是分隔开来。为了让学生对元器件、对电路图、对产品原理有较深入的理解，尤其是前期教授项目理论知识时，只能借助多媒体图片或者视频或者分立的元器件、离线的电路板来辅助学生认识与理解。多媒体图片或视频太冰冷，难以激发学生學习兴趣与热情;分立的元器件难以连成电路板也很费时，不方便演示;离线的电路板无法直观看到实验现象，难以对故障进行模拟，难以调动学生的积极性。为了提高学生学习兴趣，方便老师教学演示、故障设置，直观演示实验现象、观察实验结果，急需引进或者开发适用于教学，成本可控的电学教具。
二、“电学玩具”进课堂，初探教学改革
由于成本和时间上的限制，为了调研电学教具的教学效果，笔者将“电学小子”玩具引入课堂。以晶体管放大电路项目为例，初探教学改革。
（一）分立元件的特性演示
传统课堂上，分立元件只能给学生展示外形，用万用表检测特性，基本上难以做到实时演示其电气特性。为了更加深入的了解元器件的电气特性，我们用“电学小子”演示了电容的充放电过程、二极管的单向导电性、二极管导通电压差异性、NPN和PNP管的差异性。
1.电容的充放电过程
传统课堂上，我们多次强调电容具有充电放电特性，能够存储电荷，但无法演示这一过程，学生对充放电只有概念上的认识，没有直观上的感受，笔者利用电学小子套件里面的导线、发光二极管、470uF电容、电键开关、拨码开关及电池盒，实时演示了电容的充电及放电现象。电容充电过程如图1所示，把拨码开关打到OFF档，把电键开关按下3s左右，电池盒给电容充电;电容放电过程如图2所示，手指放开电键开关，把拨码开关打到ON档，储存了电荷的电容给发光二极管供电，发光二极管发光，由于电容的电荷慢慢耗尽，发光二极管的亮度慢慢减弱，直至不亮。
2.二极管的单向导电性
传统课堂上，教师理论上讲解二极管的单向导电性或者用万用表的红黑表笔对调的方式来演示，理论讲解比较空洞，万用表演示比较烦琐，教师操作起来比较麻烦，笔者利用电学小子套件里面的导线、发光二极管及电池盒，非常方便的演示了二极管的单向导电性，解放了教师的双手，减轻了教师的负担。二极管正向导通过程如图3所示，发光二极管能够正常工作;二极管的反向截止过程如图4所示，发光二极管不能发光，无法正常工作，此过程只需将二极管反过来接入电路即可，非常简便地演示了二极管的单向导电性。
3.二极管导通电压差异性
传统课堂上，教师一句话带过发光二极管导通电压的差异性或者用万用表一个个演示不同颜色发光二极管导通电压的差异性，此过程烦琐，不方便教师演示的同时，也不方便学生对比观察，笔者利用电学小子套件里面的导线、红色发光二极管、绿色发光二极管及电池盒，只需要如图5所示将红色、绿色发光二极管并联，即可非常方便的演示不同颜色发光二极管导通电压的差异性，从图5中可以看出，绿色发光二极管的亮度低于红色的，因此红色发光二极管导通电压高于绿色发光二极管。如果想要观察其他颜色比如黄、蓝、紫等发光二极管，只需要将其再并联入电路即可。
4.NPN和PNP管的差异性
传统课堂上，教师理论上会把NPN和PNP三极管电路图符号放在一起，对比讲解两者的区别，在更深入的原理或者应用上很少涉及PNP管，学生无法对PNP有更深入的理解，也较难理解NPN和PNP两者的区别。教师不方便演示，学生也没有机会亲身感受两者的差异性。笔者利用电学小子套件里的导线、发光二极管、拨码开关、100Ω电阻、NPN管、PNP管以及电池盒搭建了三极管的数字应用电路，也即导通与截止两种状态。为了便于观察与分析，利用发光二极管的亮灭来直观显示三极管导通与截止两者状态。发光二极管亮，则三极管导通;若发光二极管不亮，则三极管截止。若要让NPN及PNP管都导通，两者的应用电路有较大的区别，为了便于解释，可以演示的同时，画示意图，更方便学生理解，达到更好的教学效果。NPN管的应用电路如图6所示，NPN管若要正常导通，需要满足VC>VB>VE或者满足发射结正偏，集电结反偏。PNP管的应用电路如图7所示，PNP管若要正常导通，需要满足VCVB<VE或者满足发射结正偏，集电结反偏或者不偏。
（二）实验演示
晶体管放大电路结构简单，为了能直观观察晶体管的放大特性，如果用传统实验的方法，则需要焊接、组装，还需要借助信号发生器、示波器等仪器仪表，信号发生器、示波器需外接电源、体积大、接线多、成本高屏幕又较小，烦琐又不方便操作也不方便全班同学观察实验现象。笔者利用电学小子套件里的导线、耳机线、电阻、扬声器、电容、NPN管及电池盒等如图8所示搭建了一个晶体三极管放大电路放大手机音频信号，并用扬声器播放出来的应用电路，达到类似低保真音响的效果。 通过这一简单的应用电路演示，学生对三极管产生了强烈的学习兴趣和好奇心。由于，此电路功能很简单，无法调节音量，音质也没那么高，笔者引导学生思考，学生产生了想要提高“音响”的保真效果以及增加可调音量的功能的想法，有了这个想法，学生就有了自主学习的积极性、有了进一步深入学习与探索的欲望，兴趣是最好的老师。
（三）故障设置
为了提升学生的职业能力，培养高素质的技术技能型人才，笔者给“音响”电路设置了四个最常见的故障，以期学生掌握常见故障的排除方法，避免实际操作时，出现类似故障问题，提高学生发现问题、分析问题以及解决问题的能力。四个常见故障分别为未共地、漏接、虚接、短接故障，分别如图9的a、b、c、d所示。
（四）思政融入
为了达到“学科德育”的目的，做到“立德树人”，笔者在课堂中利用教具巧妙地融入思政元素，将课程思政渗透到整门课程的教育教学全过程。在实际组装演示电路时，先错误示范，再让学生来纠错，加深印象，提高学生的认识。比如在组装工艺上，要求所有元器件的标识在方向上要统一，方便识读排查电路、查看元器件参数，错误示范如图10所示。在组装焊接电路时，我們要有“精益求精”的工匠精神，事情再小，再细，也要落实到位。我们需要将“敬业、精益、专注、创新”等工匠精神融入学生的血液，使学生在学习、操作等过程中，习惯性地认真务实、精益求精、改革创新。利用电学小子这类教具，可以非常方便、直观的演示错误示范，提高学生理性、感性上的认识。
（五）实用电路拓展
为了进一步提高学生的学习兴趣、形成“学以致用、举一反三”的思维习惯，笔者利用电学小子套件里面的导线、PNP、NPN、发光二极管以及电池盒如图11所示搭建了一个静电检测仪，由梳子摩擦绵绸纸来产生静电，再将梳子间断式的接触NPN管的基极，可观察到发光二极管的亮灭情况。此静电检测仪一方面弥补了传统课堂上教师忽略PNP管或者复合管的使用问题，让学生深入认识PNP管，了解复合管的多级放大功能;另一方面静电检测仪贴近生活，可以提高学生学习兴趣的同时，还能深入理解三极管的放大特性。
（六）课后思考
为了检测学习效果，笔者给学生布置了课后任务，要求学生用PNP来改装如图8所示的由NPN组成的“音响”电路。由于条件受限，也为了提高效率，学生先纸上改画电路，设计图纸，再利用电学小子套件来验证电路的可行性。学生的积极性高涨，参与度非常高，兴趣非常浓厚。
三、电学教具改革，初尝教学成效
笔者改革创新，在模电课堂引入电学小子玩具作为教具，改变了传统教具烦琐、演示现象不直观的缺陷，学生在整堂课的学习中表现出极高的学习兴致和好奇，并能紧紧跟随教师的引导，不断思考，积极举手回答问题，课堂参与度高达100%。为了更全面的检查学生对所学知识的掌握情况，利用课后问卷调查的方式给学生出了四道小测验，其中三道题比较基础（每道20分），最后一道题难度大、拓展性很强，目的在于检验学生的综合运用能力、自学能力、思考能力及灵活性（40分）。测验结果如下表所示。从测验结果可以看出，本堂课的知识点40位同学里，只有2位同学还有欠缺，大部分同学对课堂内知识点掌握牢固，8位同学知识的综合运用能力、自学能力以及思考能力较强。
四、推广价值
电学教具具有较高的教学推广应用价值，可满足小初高甚至大学、企业岗前培训、STEM科学兴趣培养教育机构教与学的要求，它具有实用性强、使用方便、功能强大、演示效果佳、节能环保、循环再利用、批量生产成本低等特点。有利于学生理实结合，有利于课堂上“教学做”三位一体，有利于师生创新与实践动手能力的培养。
五、结语
电学教具引入课堂，是非常必要的，自制教具可有以下几个方面的成果：一是培养学生用理论指导实践、用实践验证理论的思维习惯，增加了学生动手实践的机会，促进了学生个人职业能力的提高;二是方便了教师的教与学生的“做”与“学”，提高了学生的学习兴趣、教师的教学效率，减轻了教师的教学负担，改善了教学效果;三是可用于学校教学实验、企业批量技术人员岗前的培训或STEM科学兴趣培养教育机构，具有较大的推广应用价值。
参考文献：
[1]徐将，赵进辉，黄俊仕.大数据支持下的模拟电子技术基础教学改革[J].科教文汇（中旬刊），2020（10）：91-92.
[2]曹媛媛.翻转课堂在《模拟电子技术》教学中的应用探讨[J].农家参谋，2020（13）：267.
[3]刘汉平，栗军，张秀梅.新工科背景下模拟电子技术基础课程实践教学改革研究[J].教育教学论坛，2020（18）：382-383.
基金项目：2019年度湖南省职业院校教育教学改革研究项目：利益相关者视域下的飞机电子设备维修专业教学标准开发与实践（课题编号：ZJGB2019034）
作者简介：彭艳云（1988— ），女，汉族，湖南邵东人，硕士，讲师，研究方向：飞电维修。
关键词：模电教学;电学教具;教学做
为提高高职学生的职业能力，探索各种适合高职教育的模电教学方法，然而不管是传统的教学模式，还是以信息化为主的新型教学模式，都因为传统教具上的时间（课时）、空间（场地）限制，未能真正将“教”“学”“做”融会贯通，合而为一。教师为了突破时空限制，要么重理论轻实践，要么轻理论重实践，导致学生无法真正做到以理论指导实践，以实践验证理论。为了实现“教”“学”“做”无缝切换，三位一体，笔者将“电学小子”电学玩具引入模电课堂，初探电学教具改革。
一、传统教具现状分析
由于教学课时宝贵、实训场地有限，教师在授课模电课程时，虽说是“教学做”一体化课程，但实际上难以做到教中学，做中学，学中做理论与实践也是分隔开来。为了让学生对元器件、对电路图、对产品原理有较深入的理解，尤其是前期教授项目理论知识时，只能借助多媒体图片或者视频或者分立的元器件、离线的电路板来辅助学生认识与理解。多媒体图片或视频太冰冷，难以激发学生學习兴趣与热情;分立的元器件难以连成电路板也很费时，不方便演示;离线的电路板无法直观看到实验现象，难以对故障进行模拟，难以调动学生的积极性。为了提高学生学习兴趣，方便老师教学演示、故障设置，直观演示实验现象、观察实验结果，急需引进或者开发适用于教学，成本可控的电学教具。
二、“电学玩具”进课堂，初探教学改革
由于成本和时间上的限制，为了调研电学教具的教学效果，笔者将“电学小子”玩具引入课堂。以晶体管放大电路项目为例，初探教学改革。
（一）分立元件的特性演示
传统课堂上，分立元件只能给学生展示外形，用万用表检测特性，基本上难以做到实时演示其电气特性。为了更加深入的了解元器件的电气特性，我们用“电学小子”演示了电容的充放电过程、二极管的单向导电性、二极管导通电压差异性、NPN和PNP管的差异性。
1.电容的充放电过程
传统课堂上，我们多次强调电容具有充电放电特性，能够存储电荷，但无法演示这一过程，学生对充放电只有概念上的认识，没有直观上的感受，笔者利用电学小子套件里面的导线、发光二极管、470uF电容、电键开关、拨码开关及电池盒，实时演示了电容的充电及放电现象。电容充电过程如图1所示，把拨码开关打到OFF档，把电键开关按下3s左右，电池盒给电容充电;电容放电过程如图2所示，手指放开电键开关，把拨码开关打到ON档，储存了电荷的电容给发光二极管供电，发光二极管发光，由于电容的电荷慢慢耗尽，发光二极管的亮度慢慢减弱，直至不亮。
2.二极管的单向导电性
传统课堂上，教师理论上讲解二极管的单向导电性或者用万用表的红黑表笔对调的方式来演示，理论讲解比较空洞，万用表演示比较烦琐，教师操作起来比较麻烦，笔者利用电学小子套件里面的导线、发光二极管及电池盒，非常方便的演示了二极管的单向导电性，解放了教师的双手，减轻了教师的负担。二极管正向导通过程如图3所示，发光二极管能够正常工作;二极管的反向截止过程如图4所示，发光二极管不能发光，无法正常工作，此过程只需将二极管反过来接入电路即可，非常简便地演示了二极管的单向导电性。
3.二极管导通电压差异性
传统课堂上，教师一句话带过发光二极管导通电压的差异性或者用万用表一个个演示不同颜色发光二极管导通电压的差异性，此过程烦琐，不方便教师演示的同时，也不方便学生对比观察，笔者利用电学小子套件里面的导线、红色发光二极管、绿色发光二极管及电池盒，只需要如图5所示将红色、绿色发光二极管并联，即可非常方便的演示不同颜色发光二极管导通电压的差异性，从图5中可以看出，绿色发光二极管的亮度低于红色的，因此红色发光二极管导通电压高于绿色发光二极管。如果想要观察其他颜色比如黄、蓝、紫等发光二极管，只需要将其再并联入电路即可。
4.NPN和PNP管的差异性
传统课堂上，教师理论上会把NPN和PNP三极管电路图符号放在一起，对比讲解两者的区别，在更深入的原理或者应用上很少涉及PNP管，学生无法对PNP有更深入的理解，也较难理解NPN和PNP两者的区别。教师不方便演示，学生也没有机会亲身感受两者的差异性。笔者利用电学小子套件里的导线、发光二极管、拨码开关、100Ω电阻、NPN管、PNP管以及电池盒搭建了三极管的数字应用电路，也即导通与截止两种状态。为了便于观察与分析，利用发光二极管的亮灭来直观显示三极管导通与截止两者状态。发光二极管亮，则三极管导通;若发光二极管不亮，则三极管截止。若要让NPN及PNP管都导通，两者的应用电路有较大的区别，为了便于解释，可以演示的同时，画示意图，更方便学生理解，达到更好的教学效果。NPN管的应用电路如图6所示，NPN管若要正常导通，需要满足VC>VB>VE或者满足发射结正偏，集电结反偏。PNP管的应用电路如图7所示，PNP管若要正常导通，需要满足VCVB<VE或者满足发射结正偏，集电结反偏或者不偏。
（二）实验演示
晶体管放大电路结构简单，为了能直观观察晶体管的放大特性，如果用传统实验的方法，则需要焊接、组装，还需要借助信号发生器、示波器等仪器仪表，信号发生器、示波器需外接电源、体积大、接线多、成本高屏幕又较小，烦琐又不方便操作也不方便全班同学观察实验现象。笔者利用电学小子套件里的导线、耳机线、电阻、扬声器、电容、NPN管及电池盒等如图8所示搭建了一个晶体三极管放大电路放大手机音频信号，并用扬声器播放出来的应用电路，达到类似低保真音响的效果。 通过这一简单的应用电路演示，学生对三极管产生了强烈的学习兴趣和好奇心。由于，此电路功能很简单，无法调节音量，音质也没那么高，笔者引导学生思考，学生产生了想要提高“音响”的保真效果以及增加可调音量的功能的想法，有了这个想法，学生就有了自主学习的积极性、有了进一步深入学习与探索的欲望，兴趣是最好的老师。
（三）故障设置
为了提升学生的职业能力，培养高素质的技术技能型人才，笔者给“音响”电路设置了四个最常见的故障，以期学生掌握常见故障的排除方法，避免实际操作时，出现类似故障问题，提高学生发现问题、分析问题以及解决问题的能力。四个常见故障分别为未共地、漏接、虚接、短接故障，分别如图9的a、b、c、d所示。
（四）思政融入
为了达到“学科德育”的目的，做到“立德树人”，笔者在课堂中利用教具巧妙地融入思政元素，将课程思政渗透到整门课程的教育教学全过程。在实际组装演示电路时，先错误示范，再让学生来纠错，加深印象，提高学生的认识。比如在组装工艺上，要求所有元器件的标识在方向上要统一，方便识读排查电路、查看元器件参数，错误示范如图10所示。在组装焊接电路时，我們要有“精益求精”的工匠精神，事情再小，再细，也要落实到位。我们需要将“敬业、精益、专注、创新”等工匠精神融入学生的血液，使学生在学习、操作等过程中，习惯性地认真务实、精益求精、改革创新。利用电学小子这类教具，可以非常方便、直观的演示错误示范，提高学生理性、感性上的认识。
（五）实用电路拓展
为了进一步提高学生的学习兴趣、形成“学以致用、举一反三”的思维习惯，笔者利用电学小子套件里面的导线、PNP、NPN、发光二极管以及电池盒如图11所示搭建了一个静电检测仪，由梳子摩擦绵绸纸来产生静电，再将梳子间断式的接触NPN管的基极，可观察到发光二极管的亮灭情况。此静电检测仪一方面弥补了传统课堂上教师忽略PNP管或者复合管的使用问题，让学生深入认识PNP管，了解复合管的多级放大功能;另一方面静电检测仪贴近生活，可以提高学生学习兴趣的同时，还能深入理解三极管的放大特性。
（六）课后思考
为了检测学习效果，笔者给学生布置了课后任务，要求学生用PNP来改装如图8所示的由NPN组成的“音响”电路。由于条件受限，也为了提高效率，学生先纸上改画电路，设计图纸，再利用电学小子套件来验证电路的可行性。学生的积极性高涨，参与度非常高，兴趣非常浓厚。
三、电学教具改革，初尝教学成效
笔者改革创新，在模电课堂引入电学小子玩具作为教具，改变了传统教具烦琐、演示现象不直观的缺陷，学生在整堂课的学习中表现出极高的学习兴致和好奇，并能紧紧跟随教师的引导，不断思考，积极举手回答问题，课堂参与度高达100%。为了更全面的检查学生对所学知识的掌握情况，利用课后问卷调查的方式给学生出了四道小测验，其中三道题比较基础（每道20分），最后一道题难度大、拓展性很强，目的在于检验学生的综合运用能力、自学能力、思考能力及灵活性（40分）。测验结果如下表所示。从测验结果可以看出，本堂课的知识点40位同学里，只有2位同学还有欠缺，大部分同学对课堂内知识点掌握牢固，8位同学知识的综合运用能力、自学能力以及思考能力较强。
四、推广价值
电学教具具有较高的教学推广应用价值，可满足小初高甚至大学、企业岗前培训、STEM科学兴趣培养教育机构教与学的要求，它具有实用性强、使用方便、功能强大、演示效果佳、节能环保、循环再利用、批量生产成本低等特点。有利于学生理实结合，有利于课堂上“教学做”三位一体，有利于师生创新与实践动手能力的培养。
五、结语
电学教具引入课堂，是非常必要的，自制教具可有以下几个方面的成果：一是培养学生用理论指导实践、用实践验证理论的思维习惯，增加了学生动手实践的机会，促进了学生个人职业能力的提高;二是方便了教师的教与学生的“做”与“学”，提高了学生的学习兴趣、教师的教学效率，减轻了教师的教学负担，改善了教学效果;三是可用于学校教学实验、企业批量技术人员岗前的培训或STEM科学兴趣培养教育机构，具有较大的推广应用价值。
参考文献：
[1]徐将，赵进辉，黄俊仕.大数据支持下的模拟电子技术基础教学改革[J].科教文汇（中旬刊），2020（10）：91-92.
[2]曹媛媛.翻转课堂在《模拟电子技术》教学中的应用探讨[J].农家参谋，2020（13）：267.
[3]刘汉平，栗军，张秀梅.新工科背景下模拟电子技术基础课程实践教学改革研究[J].教育教学论坛，2020（18）：382-383.
基金项目：2019年度湖南省职业院校教育教学改革研究项目：利益相关者视域下的飞机电子设备维修专业教学标准开发与实践（课题编号：ZJGB2019034）
作者简介：彭艳云（1988— ），女，汉族，湖南邵东人，硕士，讲师，研究方向：飞电维修。